PLC技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用研究

孫秀蘭

[摘? ? 要]隨著信息化時代的到來，我國的智能化水平與自動化水準正在逐漸提升，在此基礎(chǔ)上，PLC技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用程度得以逐漸加深。文章分析了PLC技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用優(yōu)勢，并且對PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用進行了研究，期望能夠為電氣設(shè)備自動化控制水準的提升提供參考價值，從而為我國電氣行業(yè)的長遠發(fā)展提供幫助。

[關(guān)鍵詞]PLC技術(shù);電氣工程;自動化控制

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]With the advent of the information age， the country's intelligence level and automation level are gradually improving. On this basis， the application of PLC technology in electrical engineering automation control has been gradually deepened. This article analyzes the application advantages of PLC technology in electrical engineering automation control， and studies the application of PLC technology in electrical automation control. It is hoped that through the research of this article， it can provide reference value for the improvement of electrical equipment automation control level， so as to Provide help for the long-term development of my country's electrical industry.

[Keywords]PLC technology; electrical engineering; automation control

現(xiàn)階段，PLC技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用非常廣泛。對電氣工程而言，要想提升生產(chǎn)效率，應(yīng)該確保內(nèi)部系統(tǒng)可以做到自動化控制，而應(yīng)用PLC技術(shù)便可以輕松實現(xiàn)自動化目標。因為PLC技術(shù)帶有通用性強與便捷性好的優(yōu)勢，國內(nèi)多數(shù)企業(yè)選擇把PLC技術(shù)當(dāng)作電氣工程的主導(dǎo)技術(shù)，在此背景下，電氣工程企業(yè)的技術(shù)人員需要關(guān)注PLC技術(shù)的發(fā)展，同時需要對PLC技術(shù)的應(yīng)用進行深入研究。

1 PLC技術(shù)和PLC技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 對PLC技術(shù)進行分析

對傳統(tǒng)型的機電設(shè)備系統(tǒng)而言，繼電器是其關(guān)鍵構(gòu)成部分。繼電器的特點是它的電磁干擾很強，在信號傳輸階段出現(xiàn)的電流很大，設(shè)備周圍擁有很強的電磁場，有一定概率會嚴重干擾系統(tǒng)的電磁信號傳輸工作。舉例說明，存在電磁繼電器的磁場有一定概率會和機電設(shè)備周邊的高壓線路的磁場發(fā)生重疊，由此出現(xiàn)加強區(qū)域，不但會使磁場的輻射范圍出現(xiàn)明顯擴大，而且會嚴重影響機電設(shè)備的系統(tǒng)。使用PLC技術(shù)的機電設(shè)備能夠利用輸入方式與輸出方式使電磁信號干擾得到降低，從而避免出現(xiàn)接觸不良問題。

傳統(tǒng)型機電設(shè)備在編程程序方面通常比較復(fù)雜，它的內(nèi)部運行機制的脈絡(luò)具有復(fù)雜特點，經(jīng)驗程序及系統(tǒng)程序處于交叉運行狀態(tài)。傳統(tǒng)機電不但具有編程程序比較復(fù)雜的特點，還需要對海量數(shù)據(jù)信息進行存儲與處理，不但會增加技術(shù)操作者在操作時的難度，而且還使電機運行效率很難提升。如果機電設(shè)備使用了PLC技術(shù)，它的編程會比較簡單，而且在計算機技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輔助下，能夠遠程操控機電設(shè)備，能夠最大限度地提升管理人員及技術(shù)人員操縱機電系統(tǒng)的水平。應(yīng)用程序在使用PLC技術(shù)之后能夠自行識別各種信號及各種程序，能夠防止出現(xiàn)操作人員多次輸入系統(tǒng)運行的指令的問題。舉例說明，對傳統(tǒng)機電設(shè)備來說，操作人員需要利用USB接口對其控制系統(tǒng)完成編程操作與輸入指令操作。利用PLC自動識別技術(shù)機電設(shè)備能夠?qū)χ噶钸M行主動識別，而且能夠主動驅(qū)動對應(yīng)的端口。

1.2 對PLC技術(shù)架構(gòu)進行分析

對PLC技術(shù)系統(tǒng)來說，其主要架構(gòu)包含終端處理器部分、交換器部分、存儲器部分、傳輸設(shè)備部分、電源系統(tǒng)部分。PLC技術(shù)系統(tǒng)在工作時的流程如下：數(shù)據(jù)在被終端處理器處理之后，傳輸設(shè)備會加密設(shè)備數(shù)據(jù)，并且把數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇粨Q器中，加密數(shù)據(jù)能夠在交換器之中完成解密，再按照指令傳輸?shù)酱鎯ζ髦校瑥亩瓿墒占畔⒉僮?、處理信息操作、傳輸信息操作、分析信息操作、存儲信息操作?/p>

系統(tǒng)指令是未經(jīng)加密的明文，會在傳輸設(shè)備之中利用二進制來完成加密數(shù)據(jù)工作。在二進制背景下，傳輸設(shè)備能夠把自行收集的信息轉(zhuǎn)化為0與1構(gòu)成的數(shù)字代碼，在完成壓縮之后再進行傳輸，加密主體與解密主體變成0與1構(gòu)成的多個字符串。PLC系統(tǒng)在利用二進制完成加密之后，交換機設(shè)備就能夠?qū)κ占男畔⑴c指令進行自行識別與處理，從而使之后的信息加工需要及信息處理需要得到滿足。

存儲器能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進行高速存儲，從而符合系統(tǒng)在調(diào)取數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)方面的需要。

信息系統(tǒng)需要依靠電源系統(tǒng)支持，電源系統(tǒng)能夠確保PLC系統(tǒng)可以正常運行，而且能夠按照機電設(shè)備的控制系統(tǒng)在運行方面的需求與具體的運行狀態(tài)來主動對電流的強度進行調(diào)節(jié)，從而為系統(tǒng)的平穩(wěn)運行提供保障。舉例說明，如果系統(tǒng)長時間處在高壓運行的狀態(tài)中或者監(jiān)測出發(fā)生了電流異常的狀況，在此背景下，對電源系統(tǒng)來說，其自動保護機制便能夠自行開啟，并且利用將電源切斷與提出警報的方式使安全事故的出現(xiàn)概率得到降低，而且系統(tǒng)擁有對異常數(shù)據(jù)的分析報告進行上傳的功能，技術(shù)人員能夠利用此功能盡快將有效的解決方案提出。

2 PLC技術(shù)在電氣工程的自動化控制的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 通用性強，方便使用

PLC技術(shù)的通用性很強，它的編程語言在具體操作方面較為簡單，相關(guān)人員不必對專業(yè)計算機知識進行全方位掌握，而且開發(fā)時間比較短，現(xiàn)場調(diào)試過程很方便，能夠為技術(shù)人員的具體操作提供便利。而且能夠在不對硬件進行拆動的前提下，按照具體狀況及需要利用互聯(lián)網(wǎng)完成對控制方案的更改，可以方便技術(shù)人員在現(xiàn)場按照實際狀況對程序進行修改。PLC技術(shù)具有軟件功能，利用軟件功能可以使安裝工作的強度降低，使相關(guān)人員在工作時的負擔(dān)和壓力得到緩解。利用其軟件功能可以替代繼電器控制系統(tǒng)的部分器件，減少流程，可以使電氣設(shè)備在生產(chǎn)方面的效率提升，可以使PLC產(chǎn)品做到標準化生產(chǎn)和標準化發(fā)展。此外，PLC產(chǎn)品的體積較小，方便人們進行使用和操作。

2.2 抗干擾能力強，使用時非常可靠

使用PLC的軟件功能可以替代繼電器控制系統(tǒng)的部分器件，可以降低接線工作的難度，可以減少線路故障出現(xiàn)的次數(shù)。PLC技術(shù)的抗干擾能力很強，而且比較可靠，應(yīng)用PLC技術(shù)對電氣工程的自動化控制來說，可以使電氣設(shè)備在運行方面的能力有所提高，即使在生產(chǎn)現(xiàn)場也可以確保硬件及軟件在正常的狀態(tài)下運行，由于PLC技術(shù)自身的優(yōu)勢非常突出，其在電氣工程的自動化控制中的應(yīng)用范圍正在不斷擴大。

3 應(yīng)用在電氣工程自動化控制的PLC技術(shù)

對電氣自動化領(lǐng)域來說，高效且智能的PLC技術(shù)的應(yīng)用范圍正在逐漸擴大。PLC技術(shù)在電氣工程的自動化控制的應(yīng)用可以被劃分為開關(guān)量、閉環(huán)、順序控制三方面，其具體應(yīng)用狀況如下。

3.1 PLC技術(shù)的開關(guān)量控制

在繼電器控制系統(tǒng)當(dāng)中，以往的電氣工程自動化設(shè)備內(nèi)部的線路十分復(fù)雜，運維人員不得不投入很多時間精力來完成梳理工作，此工作具有復(fù)雜程度高與工作量大的特點。此外，在運維工作時間過長的影響下，電氣設(shè)備在運行時的效率會受到不小的限制，在嚴重情況下，企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動也會受此影響[1]。

PLC控制系統(tǒng)能夠利用對開關(guān)量進行控制的功能來實時監(jiān)測系統(tǒng)在運行時的狀況，能夠最大限度地緩解相關(guān)工作人員在工作時的壓力，使機電設(shè)備在運行時能夠更加穩(wěn)定。它的實際工作原理如下：開關(guān)量控制能夠?qū)崟r監(jiān)測系統(tǒng)運行時的狀態(tài)，按照監(jiān)測所得的狀況來自動控制電流的大小，而且在設(shè)備保持在平穩(wěn)運行的狀態(tài)時，開關(guān)量將會處在低檔狀態(tài)，而如果設(shè)備系統(tǒng)的運行狀態(tài)為高功率狀態(tài)，特別是在設(shè)備系統(tǒng)的具體運行功率大于機電設(shè)備的限定功率的狀態(tài)下，對開關(guān)量進行控制的系統(tǒng)將會充分發(fā)揮其調(diào)節(jié)功能，利用跳轉(zhuǎn)到輔助電源的方法來達到增加系統(tǒng)額定電壓的目的。

PLC技術(shù)的開關(guān)量控制系統(tǒng)不但具有自我故障診斷功能，而且具有修復(fù)功能，能夠監(jiān)控系統(tǒng)所有部分在運行時的狀況，會在預(yù)判險情的情況下發(fā)出預(yù)警提示，并對問題進行自動調(diào)整與自動修復(fù)。開關(guān)量控制系統(tǒng)能夠?qū)σ殉霈F(xiàn)的故障進行細致的記錄與分析，運維人員會在固定的時間分析與梳理故障信息，這樣做能夠防止機電設(shè)備在之后的運行中發(fā)生同樣的故障?？傊?，PLC控制系統(tǒng)能夠有效支撐運維機電設(shè)備的工作，其預(yù)警隱患的功能、故障出現(xiàn)時做出快速反應(yīng)的機制、故障出現(xiàn)之后進行數(shù)據(jù)分析的功能，都可以使電氣自動化控制系統(tǒng)的故障出現(xiàn)概率得到有效降低。在電氣工程自動化控制中應(yīng)用PLC技術(shù)能夠起到非常重要的作用[2]。

3.2 PLC技術(shù)的閉環(huán)控制

與電機啟動系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)數(shù)量眾多，主要有聲控技術(shù)、遙感技術(shù)、生物識別技術(shù)，上述技術(shù)有一定的概率會使電機啟動所用的時間縮短，其優(yōu)勢還包括操作便捷，不過在之后的運行階段，這些技術(shù)容易在狀態(tài)感知方面與狀態(tài)調(diào)控方面存在問題。

PLC閉環(huán)控制系統(tǒng)通常會應(yīng)用至電機啟動系統(tǒng)，能夠降低異常情況發(fā)生的概率，包括液壓方面、轉(zhuǎn)速方面及電流調(diào)控方面。舉例說明，如果電機長期位于高壓運行的狀態(tài)下，它的內(nèi)部油管與電路受到的壓力會逐漸加大，假如油管的內(nèi)部壓力超過1.0 MPa，其液壓油會有很高的概率出現(xiàn)濺射，使油管內(nèi)部遭受腐蝕的隱患加大。而在使用了PLC技術(shù)閉環(huán)控制程序之后，能夠有效防止這種情況出現(xiàn)，閉環(huán)控制程序能夠監(jiān)測有關(guān)內(nèi)部的壓力，并且能夠按照感應(yīng)器傳達的數(shù)據(jù)來分析設(shè)備的壓力狀況，從而實現(xiàn)對調(diào)測開關(guān)的控制。即便其液壓狀態(tài)大于正常范圍，自動控制系統(tǒng)能夠利用特別指定的操作使液壓的壓力得到減少，而且再次操作的前提是壓力處在正常范圍之后。此外，PLC技術(shù)閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠?qū)D(zhuǎn)子運行效率及轉(zhuǎn)子溫度進行有效監(jiān)測，不僅擁有平衡轉(zhuǎn)速功能，還擁有平衡溫度功能。例如，電機轉(zhuǎn)速增加能夠使其散熱功能減弱，在高速運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子導(dǎo)致電機溫度大于正常值或者電機長時間保持在高溫狀態(tài)的情況下，設(shè)備的保險裝置會有很高的可能出現(xiàn)損壞問題，如果情況較輕，會對電機在運行時的效率造成不利影響，如果情況較重，會使電機損毀。

3.3 PLC技術(shù)的順序控制

一般來說，PLC能夠在電氣工程的自動化系統(tǒng)的順序控制中起到至關(guān)重要的作用，能夠使自動化控制系統(tǒng)在運行時的效率與流暢程度得到有效提高。以火力發(fā)電廠為例，在其應(yīng)用以往的電氣系統(tǒng)的過程中，有一定的概率會出現(xiàn)燃燒物和不容易分解或者不容易排除的雜質(zhì)。出于將以上問題解決的目的，火力發(fā)電廠的員工應(yīng)該使用風(fēng)機鼓風(fēng)的方式來集中這些物質(zhì)。隨后利用人工方式來處置它們。此種方式不但效率較低，而且很難達到理想的效果，此外，發(fā)電廠的工作環(huán)境比較惡劣，對工作人員的安全與健康十分不利。在對PLC技術(shù)加以應(yīng)用之后，傳感器系統(tǒng)能夠檢測發(fā)電時出現(xiàn)的燃燒物和雜質(zhì)，之后通過對應(yīng)的程序來自行統(tǒng)一處置燃燒物和雜質(zhì)。因此，在發(fā)電廠生產(chǎn)經(jīng)營時使用PLC控制系統(tǒng)，能夠盡快消除燃燒物和雜質(zhì)對系統(tǒng)運行安全的影響，而且對發(fā)電廠向著環(huán)保和節(jié)能型發(fā)電廠的轉(zhuǎn)型很有幫助。

4 結(jié)束語

總而言之，將擁有可靠與操作簡便特點的PLC技術(shù)應(yīng)用至電氣工程的自動化控制，此技術(shù)可以利用優(yōu)化內(nèi)部控制系統(tǒng)的方式保障系統(tǒng)的正常運行，使得電氣設(shè)備的內(nèi)部控制系統(tǒng)得到優(yōu)化和提升。PLC技術(shù)可以按照一定的原理與方法對電氣控制系統(tǒng)的硬件和軟件進行不斷完善，進而在運作數(shù)控系統(tǒng)時實現(xiàn)對數(shù)控自動化控制系統(tǒng)的設(shè)置，能夠使國家的電氣自動化在應(yīng)用時的水準得到全面提升。

參考文獻

[1] 陳吉平.PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的運用分析[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2021，57（2）：181，186.

[2] 唐無忌，巫中藝，吳啟航，等.電氣工程自動化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用探究[J].信息記錄材料，2021，22（2）：87-88.